(57)【要約】【課題】外乱の影響を受けないデータで比較することにより、装置の健全性を確認する。【解決手段】時系列的な複数のステップを経ることにより基板１５に所定の処理を施す基板処理装置１１であって、各ステップにおいて収集したデータを所定の条件に基づいて分割する分割手段と、分割したデータを積分した値を算出する積分手段と、積分値と予め設定した基準値とを比較する比較手段と、を有する。【選択図】図１
2007258632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時系列的な複数のステップを経ることにより基板に所定の処理を施す基板処理装置であって、
前記各ステップにおいて収集したデータを所定の条件に基づいて分割する分割手段と、前記分割したデータの積分した値を算出する積分手段と、前記積分値と予め設定した基準値とを比較する比較手段と、を有する基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置の稼動状態を表す情報を取得し、それをデータベースに蓄積し、その蓄積データをグラフ表示、平均、最大、最小などの数式処理をしたり、過去のデータや理想的なデータとの比較などを行い、装置が正しく稼動しているかどうかを分析するシステムを有する基板処理装置に関するものである。
なお、稼動状態を表す情報とは、温度、ガス流量、バルブ状態などを検知するセンサやアクチュエータなどの情報や、基板処理装置がアクチュエータなどに指示した温度、ガス流量、バルブ状態などの情報、処理したウエハやキャリア、レシピなどのＩＤ、レシピ実行の際のステップ遷移など多数に渡り、発生した事象とその時間の組とで表される。温度などの連続データの場合は、数秒から１秒やそれより早い間隔で定期的に読み出し、そのまま、あるいは前回に取得したデータから変化があった時点で新しいデータを格納する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板処理装置が正常に作動しているかどうかを判断するために、正常に動作していたときのある特性値（例えば、温度など）を実際に測定した値と重ね合わせて比較する処理を行うことにより、これらの差がある規定範囲以下であることで健全性を判断していた。
【０００３】
図１２に温度モニタを重ね合わせて比較する一例を示す。
このグラフは、時間に対する温度の変化を示したものであり、基準のデータａとモニタされた温度データｂとが時間に対応させて重ね合わせてプロットされている。
【０００４】
図１２のグラフから異常を判断する方法として次のようなものがある。
すなわち、設定値やタイミングが同じなどのように同じ条件で繰り返し実行したものは、ほぼ同じプロットとなるため、これらを重ね合わせることにより異常を判断することができる。
【０００５】
また、別の方法として、理想プロット±範囲でチェックする方法があり、この範囲以内の場合は正常であり、範囲以上である場合は異常であると判断する。この範囲は、時間により大きくしたり小さくしたりすることが好ましく、図中温度変化の大きい時間（中間）Ｂは大きくし、温度変化の小さい時間（前半及び後半）Ａ及びＣは小さくする。
【０００６】
また、別の方法として、過去の同様のプロットから偏差（σ）を求め、偏差により解析する手法などがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来のように、温度を重ねあわせ処理する場合、センサや読取装置の故障、経年変化によるドリフトなどで測定値が実際の値と異なることがある。この場合、特性値を用いて判断すると誤った判断をする可能性がある。
【０００８】
本発明の目的は、重ね合わせ処理により基板処理装置の健全性を判断する場合、小さな外乱によって値が大きく変動する温度の特性値ではなく、温度を作り出すデータであるヒータ出力指示値やヒータ実出力値を使用し、所定の条件に基づいて分割し、この分割したデータを積分した積分値に基づいて異常を判断する基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明の基板処理装置は、時系列的な複数のステップを経ることにより基板に所定の処理を施す基板処理装置であって、
前記各ステップにおいて収集したデータを所定の条件に基づいて分割する分割手段と、前記分割したデータの積分した値を算出する積分手段と、前記積分値と予め設定した基準値とを比較する比較手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の基板処理装置は、複数の基板を載置した基板保持具を反応管内に搬入し、装填するステップと、
前記反応管内を予め設定した所定のプロセス温度まで所定の温度勾配で昇温させるステップと、
前記プロセス温度を維持しつつ前記基板に所定の処理を施すステップと、
前記反応管内を前記プロセス温度から所定の温度勾配で降温させるステップと、
前記基板保持具を前記反応管から搬出するステップと、を有する基板処理装置であって、
前記各ステップにおいて検出した温度データを、ステップ毎に分割して積分値を算出し、当該積分値と予め設定した基準値とを比較する比較手段を有するものとすることもできる。
【００１１】
また、本発明の基板処理方法は、時系列的な複数のステップを経ることにより基板に所定の処理を施す基板処理方法であって、各ステップにおいて収集したデータを所定の条件に基づいて分割し、前記分割したデータを積分した値を算出し、前記積分値と予め設定した基準値とを比較することができる。
【発明の効果】
【００１２】
上述したように、本発明によれば、各ステップにおいて収集したデータを積分することにより、そのステップにおける合計の値を得ることができるため、各データは小さな外乱により値が変動し、ばらつきがあっても、積分値は大きく変動することがないため、この積分値を比較することにより、バラツキのあるデータであっても装置の異常を早く検知することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を説明する。
図１に本実施形態のデータ収集システムの概略的な構成図を示す。
基板処理装置１１の稼動状態を表す炉内温度のデータが、数秒から１秒やそれより早い間隔で定期的に測定され、そのままあるいは前回から変化があった時点で、測定された時間と組み合わされて、データベース１３に格納される。そして、データ収集装置１２がデータベース１３から必要なデータを検索して半導体製造装置１１の制御を行う。
【００１４】
図２に炉内温度を制御する基本的構成を示す。これに示されるように、例えばウエハなどの対象物１５の温度を測定するために炉内には複数の温度センサ１６が設けられており、各温度センサ１６が炉内の温度をそれぞれ検出し、コントローラ１０に入力する。コントローラ１０は、各ヒータ１４にそれぞれヒータ出力指示値を出力し、各ヒータ１４のヒータ実出力値がモニタされる。
【００１５】
ここで、炉内温度の制御について図３に基づいてさらに詳しく説明すると、コントローラ１０には、ヒータ１４や炉内の温度の温度設定値が指示されるとともに、センサにより取得されたヒータ１４の温度及び図２に示される温度センサ１６により取得された炉内温度が入力される。コントローラ１０は、ヒータ１４の温度及び炉内温度をモニタしながら、これらの温度が温度設定値になるようにヒータ出力指示値を制御する指示をヒータ制御機１８に出力する。ヒータ制御機１８は、コントローラ１０から入力されたヒータ出力指示値に従って、ヒータ１４を指定した割合で加熱するようにヒータ１４に出力を送る。この出力は一般的に電力である。
【００１６】
ヒータ１４は、与えられた電力で炉を暖め、ヒータ１４に実際に印加したパワーであるヒータ実出力値はコントローラ１０によってモニタされる。ヒータ実出力値とヒータ出力指示値とは一般的に等しくなることはなく、これは、ヒータ制御機１８が指示された出力値を物理的に１００％出力することができないことや誤差などのためである。ヒータ１４で暖められる度合いでヒータ温度や炉内温度が変わり、閉ループ制御を行うことにより、最終的にヒータ１４及び炉内の温度（設定値）≒モニタされたヒータ１４及び炉内の温度になる。
【００１７】
図４は、図１に示す基板処理装置１１における１ＲＵＮの温度制御パターンの一例を示す温度特性図である。ここで、ステップ１は、基板を載置した基板保持具を上昇させて反応管内に基板を装填する処理であり、ステップ２は、反応管の内部を所定のプロセス温度まで所定の温度勾配で昇温させる処理である。また、ステップ３は、プロセス温度を安定して維持することにより基板を熱処理する処理であり、ステップ４は、プロセス温度から所定の温度勾配で降温させる処理である。最後に、ステップ５は、基板保持具を反応管内から搬出する処理である。
なお、ステップ１が開始されステップ５が終了するまでの処理を１ＲＵＮという。
【００１８】
次に、図５に、ヒータ出力指示値を比較する例を示す。前記ステップ１の区間では、ヒータ出力指示値は小さく、ステップ２の区間では反応管内を昇温させる処理であるため、ヒータ出力値は大きくなり、ステップ３は、プロセス温度を安定して維持する区間であるため、ヒータ出力指示値は小さくなる。ヒータ出力指示値には大体の場合再現性があり、温度と同様に比較することができるため、前記従来技術で示した方法と同様に比較することができる。
【００１９】
また、従来技術である温度比較で問題がない場合でも、ヒータ出力指示値に問題がある場合は、異常の傾向があると判断すべきであり、これは、温度センサの故障やドリフト、温度制御機の動作不良、ヒータの劣化などが要因として考えられる。これらの要因を基に自動あるいは手動により原因を見出し、対策を講ずることにより異常を回避することができる。
【００２０】
このように、ヒータ出力指示値を直接比較することにより健全性を確認する方法は、一般的に外乱を受けにくい高温温度領域では、変動も少なく特に安定時においては有効である。しかし、外乱を受けやすい低温温度領域やヒータのタイプによっては、変動が激しくなり、比較が出来ない場合があるため、後述する積分値を用いた解析が有効となる。
なお、図５においては、比較対照としてヒータ出力指示値を使用したが、ヒータ実出力値も同様に使用することができる。
【００２１】
次に、本発明の技術である、データの積分値を比較することにより基板処理装置１１の健全性を確認する方法について説明する。
実際の対象物１５の温度が基準の温度データと等しければ、対象物１５に加えられた熱量は基準の熱量とほぼ等しく、この熱量はヒータ実出力値の積分値（すなわち、ヒータパワー）に比例するものとなるため、ヒータ実出力値の積分値を比較する。また、積分時には対象物１５の温度変化を考慮する必要があるため、基板処理装置１１の１ＲＵＮの内のステップ１の処理である低温安定部、ステップ２の処理である昇温部、ステップ３の処理である高温安定部の３区間に分けて積分を行う。３区間に分割するポイントは、特性の似た区間内で比較するためである。尚、対象物１５の温度を直接測定することができないため、対象物１５の温度の代わりに温度センサ１６により検出した温度データに基づいて検知する。
【００２２】
図６に示す、ステップ１からステップ３までのヒータ実出力値のプロットＡに、図７に示すように、ステップ１からステップ３までの温度センサ１６のプロットＢを重ねあわせ、プロットＢの温度変化に基づいて３区間に分割するポイントを検知し、３区間を決定する。決定された３区間において、ヒータ実出力値を積分した値をプロットした例が図８である。図示されていないが、これらのデータそれぞれを基準データと比較する。また、同じ状態（もしくはステップ）であれば、温度を安定させたり昇温させたりするために必要となるパワーは各ＲＵＮ間で同じになるため、複数のＲＵＮ間の積分値を比較することにより、異常を検知する。本発明の実施例では、例えば昇温後の安定部（ステップ３）は一区間でチェックしているが、昇温後の初期段階（例えば１０分後まで）、それ以降（例えば１０分後から３０分後）で分割し、それぞれ分割したデータの積分値で比較してもよい。更に他のステップにおいても同様である。
【００２３】
本発明の実施形態において、基板処理装置１１は、一例として、半導体装置（IC）の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。尚、以下の説明では、基板処理装置１１として基板１５に酸化、拡散処理やＣＶＤ処理などを行なう縦型の装置（以下、単に処理装置という）を適用した場合について述べる。図９は、本実施形態の基板処理装置１１の斜透視図である。また、図１０は図９に示す基板処理装置１１の側面透視図である。
【００２４】
図９および１０に示されているように、シリコン等からなるウエハ（基板）２００を収納したウエハキャリアとしてフープ（基板収容器。以下ポッドという。）１１０が使用されている本発明の処理装置１００は、筐体１１１を備えている。筐体１１１の正面壁１１１ａの正面前方部にはメンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口１０３が開設され、この正面メンテナンス口１０３を開閉する正面メンテナンス扉１０４、１０４がそれぞれ建て付けられている。
筐体１１１の正面壁１１１ａにはポッド搬入搬出口（基板収容器搬入搬出口）１１２が筐体１１１の内外を連通するように開設されており、ポッド搬入搬出口１１２はフロントシャッタ（基板収容器搬入搬出口開閉機構）１１３によって開閉されるようになっている。
ポッド搬入搬出口１１２の正面前方側にはロードポート（基板収容器受渡し台）１１４が設置されており、ロードポート１１４はポッド１１０を載置されて位置合わせするように構成されている。ポッド１１０はロードポート１１４上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、かつまた、ロードポート１１４上から搬出されるようになっている。
【００２５】
筐体１１１内の前後方向の略中央部における上部には、回転式ポッド棚（基板収容器載置棚）１０５が設置されており、回転式ポッド棚１０５は複数個のポッド１１０を保管するように構成されている。すなわち、回転式ポッド棚１０５は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱１１６と、支柱１１６に上中下段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板（基板収容器載置台）１１７とを備えており、複数枚の棚板１１７はポッド１１０を複数個宛それぞれ載置した状態で保持するように構成されている。
筐体１１１内におけるロードポート１１４と回転式ポッド棚１０５との間には、ポッド搬送装置（基板収容器搬送装置）１１８が設置されており、ポッド搬送装置１１８は、ポッド１１０を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ（基板収容器昇降機構）１１８ａと搬送機構としてのポッド搬送機構（基板収容器搬送機構）１１８ｂとで構成されており、ポッド搬送装置１１８はポッドエレベータ１１８ａとポッド搬送機構１１８ｂとの連続動作により、ロードポート１１４、回転式ポッド棚１０５、ポッドオープナ（基板収容器蓋体開閉機構）１２１との間で、ポッド１１０を搬送するように構成されている。
【００２６】
筐体１１１内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体１１９が後端にわたって構築されている。サブ筐体１１９の正面壁１１９ａにはウエハ２００をサブ筐体１１９内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１２０が一対、垂直方向に上下二段に並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口１２０、１２０には一対のポッドオープナ１２１、１２１がそれぞれ設置されている。
ポッドオープナ１２１はポッド１１０を載置する載置台１２２、１２２と、ポッド１１０のキャップ（蓋体）を着脱するキャップ着脱機構（蓋体着脱機構）１２３、１２３とを備えている。ポッドオープナ１２１は載置台１２２に載置されたポッド１１０のキャップをキャップ着脱機構１２３によって着脱することにより、ポッド１１０のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。
【００２７】
サブ筐体１１９はポッド搬送装置１１８や回転式ポッド棚１０５の設置空間から流体的に隔絶された移載室１２４を構成している。移載室１２４の前側領域にはウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されており、ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａおよびウエハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂとで構成されている。図９に模式的に示されているようにウエハ移載装置エレベータ１２５ｂは、耐圧筐体１１１右側端部とサブ筐体１１９の移動室１２４前方領域右端部との間に設置されている。これら、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびウエハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ（基板保持体）１２５ｃをウエハ２００の載置部として、ボート（基板保持具）２１７に対してウエハ２００を装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するように構成されている。
【００２８】
移載室１２４の後側領域には、ボート２１７を収容して待機させる待機部１２６が構成されている。待機部１２６の上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。
【００２９】
図９に模式的に示されているように、耐圧筐体１１１右側端部とサブ筐体１１９の待機部１２６右端部との間にはボート２１７を昇降させるためのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５の昇降台に連結された連結具としてのアーム１２８には蓋体としてのシールキャップ１２９が水平に据え付けられており、シールキャップ１２９はボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。
ボート２１７は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１２５枚程度）のウエハ２００をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
【００３０】
図９に模式的に示されているように移載室１２４のウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ側およびボートエレベータ１１５側と反対側である左側端部には、清浄化した雰囲気もしくは不活性ガスであるクリーンエア１３３を供給するよう供給フアンおよび防塵フィルタで構成されたクリーンユニット１３４が設置されており、ウエハ移載装置１２５ａとクリーンユニット１３４との間には、図示はしないが、ウエハの円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合わせ装置１３５が設置されている。
クリーンユニット１３４から吹き出されたクリーンエア１３３は、ノッチ合わせ装置１３５およびウエハ移載装置１２５ａ、待機部１２６にあるボート２１７に流通された後に、図示しないダクトにより吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気がなされるか、もしくはクリーンユニット１３４の吸い込み側である一次側（供給側）にまで循環され、再びクリーンユニット１３４によって、移載室１２４内に吹き出されるように構成されている。
【００３１】
次に、本実施形態の処理装置の動作について説明する。
図９および１０に示されているように、ポッド１１０がロードポート１１４に供給されると、ポッド搬入搬出口１１２がフロントシャッタ１１３によって開放され、ロードポート１１４の上のポッド１１０はポッド搬送装置１１８によって筐体１１１の内部へポッド搬入搬出口１１２から搬入される。
搬入されたポッド１１０は回転式ポッド棚１０５の指定された棚板１１７へポッド搬送装置１１８によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、棚板１１７から一方のポッドオープナ１２１に搬送されて載置台１２２に移載されるか、もしくは直接ポッドオープナ１２１に搬送されて載置台１２２に移載される。この際、ポッドオープナ１２１のウエハ搬入搬出口１２０はキャップ着脱機構１２３によって閉じられており、移載室１２４にはクリーンエア１３３が流通され、充満されている。例えば、移載室１２４にはクリーンエア１３３として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下と、筐体１１１の内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
【００３２】
載置台１２２に載置されたポッド１１０はその開口側端面がサブ筐体１１９の正面壁１１９ａにおけるウエハ搬入搬出口１２０の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構１２３によって取り外され、ウエハ出し入れ口が開放される。
ポッド１１０がポッドオープナ１２１によって開放されると、ウエハ２００はポッド１１０からウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、ノッチ合わせ装置１３５にてウエハを整合した後、移載室１２４の後方にある待機部１２６へ搬入され、ボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載装置１２５ａはポッド１１０に戻り、次のウエハ２００をボート２１７に装填する。
【００３３】
この一方（上段または下段）のポッドオープナ１２１におけるウエハ移載機構１２５によるウエハのボート２１７への装填作業中に、他方（下段または上段）のポッドオープナ１２１には回転式ポッド棚１０５から別のポッド１１０がポッド搬送装置１１８によって搬送されて移載され、ポッドオープナ１２１によるポッド１１０の開放作業が同時進行される。
【００３４】
予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１４７によって、開放される。続いて、ウエハ２００群を保持したボート２１７はシールキャップ１２９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されて行く。
【００３５】
ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に任意の処理が実施される。
処理後は、ノッチ合わせ装置１３５でのウエハの整合工程を除き、概上述の逆の手順で、ウエハ２００およびポッド１１０は筐体１１１の外部へ払出される。
【００３６】
図１１に本実施形態に用いられる基板処理装置１１の処理炉２０２の概略構成図を縦断面図として示し、以下、この図に基づいて説明する。
【００３７】
HYPERLINK "http://sgpat2.head.hitachi.co.jp/pat#www/fpic?AA04304128/000003.gif" \t "right" 図１１に示されているように、処理炉２０２は加熱機構としてのヒータ１４を有する。ヒータ１４は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース２５１に支持されることにより垂直に据え付けられている。
【００３８】
ヒータ１４の内側には、ヒータ１４と同心円状に反応管としてのプロセスチューブ２０３が配設されている。プロセスチューブ２０３は内部反応管としてのインナーチューブ２０４と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ２０５とから構成されている。インナーチューブ２０４は、例えば石英（ＳｉＯ2 ）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。インナーチューブ２０４の筒中空部には処理室２０１が形成されており、基板としてのウエハ２００を後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。アウターチューブ２０５は、例えば石英または炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、内径がインナーチューブ２０４の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、インナーチューブ２０４と同心円状に設けられている。
【００３９】
アウターチューブ２０５の下方には、アウターチューブ２０５と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス等からなり、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５に係合しており、これらを支持するように設けられている。なお、マニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間にはシール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９がヒータベース２５１に支持されることにより、プロセスチューブ２０３は垂直に据え付けられた状態となっている。プロセスチューブ２０３とマニホールド２０９により反応容器が形成される。
【００４０】
後述するシールキャップ２１９にはガス導入部としてのノズル２３０が処理室２０１内に連通するように接続されており、ノズル２３０にはガス供給管２３２が接続されている。ガス供給管２３２のノズル２３０との接続側と反対側である上流側には、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１を介して図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続されている。ＭＦＣ２４１には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、供給するガスの流量が所望の量となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００４１】
マニホールド２０９には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間２５０の下端部に配置されており、筒状空間２５０に連通している。排気管２３１のマニホールド２０９との接続側と反対側である下流側には圧力検出器としての圧力センサ２４５および圧力調整装置２４２を介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されており、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。圧力調整装置２４２および圧力センサ２４５には、圧力制御部２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は圧力センサ２４５により検出された圧力に基づいて圧力調整装置２４２により処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００４２】
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９はマニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面にはマニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられる。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、ボートを回転させる回転機構２５４が設置されている。回転機構２５４の回転軸２５５はシールキャップ２１９を貫通して、後述するボート２１７に接続されており、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９はプロセスチューブ２０３の外部に垂直に設備された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート２１７を処理室２０１に対し搬入搬出することが可能となっている。回転機構２５４及びボートエレベータ１１５には、駆動制御部２３７が電気的に接続されており、所望の動作をするよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００４３】
基板保持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。なおボート２１７の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板２１６が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、ヒータ１４からの熱がマニホールド２０９側に伝わりにくくなるよう構成されている。
【００４４】
プロセスチューブ２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。ヒータ１４と温度センサ２６３には、電気的に温度制御部２３８が接続されており、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ１４への通電具合を調整することにより処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００４５】
ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、主制御部２３９はコントローラ２４０として構成されている。
【００４６】
次に、上記構成に係る処理炉２０２を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ＣＶＤ法によりウエハ２００上に薄膜を形成する方法について説明する。尚、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２４０により制御される。
【００４７】
複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）されると、図１１に示されているように、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１に搬入（ボートローディング）される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
【００４８】
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づき圧力調節装置２４２が、フィードバック制御される。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ１４によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ１４への通電具合がフィードバック制御される。続いて、回転機構２５４により、ボート２１７が回転されることで、ウエハ２００が回転される。
【００４９】
次いで、処理ガス供給源から供給され、ＭＦＣ２４１にて所望の流量となるように制御されたガスは、ガス供給管２３２を流通してノズル２３０から処理室２０１内に導入される。導入されたガスは処理室２０１内を上昇し、インナーチューブ２０４の上端開口から筒状空間２５０に流出して排気管２３１から排気される。ガスは処理室２０１内を通過する際にウエハ２００の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウエハ２００の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される。
【００５０】
予め設定された処理時間が経過すると、不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、処理室２０１内が不活性ガスに置換されるとともに、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される。
【００５１】
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、マニホールド２０９の下端が開口されるとともに、処理済ウエハ２００がボート２１７に保持された状態でマニホールド２０９の下端からプロセスチューブ２０３の外部に搬出（ボートアンローディング）される。その後、処理済ウエハ２００はボート２１７より取出される（ウエハディスチャージ）。
【００５２】
なお、本発明は、基板処理装置１１として、半導体製造装置だけでなく、ＬＣＤ装置のような硝子基板を処理する装置にも適用することができ、また、縦型装置だけでなく、枚葉装置や横型装置においても適用することができる。
【００５３】
また、前記ステップ３において行われる基板の成膜処理には、例えば、ＣＶＤ、ＰＶＤ、酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理なども含まれ、さらには、アニール処理、酸化処理、窒化処理、拡散処理等の処理でもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る実施形態のデータ収集システムの概略的な構成図である。
【図２】炉内温度を制御する基本的構成を示す図である。
【図３】温度制御の詳細な説明図である。
【図４】基板処理装置における温度制御パターンの一例を示す温度特性図である。
【図５】ヒータ出力指示値を比較する図である。
【図６】ヒータ実出力値を比較する図である。
【図７】図６のヒータ実出力値を温度特性の区間で分割した図である。
【図８】各区間においてヒータ実出力値を積分した値を示した図である。
【図９】本実施形態の基板処理装置の斜透視図である。
【図１０】図９に示す基板処理装置の側面透視図である。
【図１１】本実施形態に用いられる基板処理装置の処理炉の概略構成図の縦断面図である。
【図１２】従来技術の温度モニタを比較する図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  コントローラ
１１  基板処理装置
１２  データ収集装置
１３  データベース
１５  対象物（基板）
１８  ヒータ制御機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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